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二O 一一年招收硕士研究生入学考试试题
考试科目及代码: 冶金原理 808
适用专业: 冶金物理化学、钢铁冶金、有金属冶金
可使用的常用工具:直尺,计算器,铅笔,橡皮
答题内容写在答题纸上,写在试卷或草稿纸上一律无效考完后试题随答题纸交回。
考试时间3小时,总分值 150 分。
可能用到的基本数据: 教师节小短句元素原子量MSi=28,MMn=55,MFe=56,MO=16。 CaO(s)+CO2=CaCO3(s) G狮子座歌词0=-170577+144.19T J/mol。 一、简答题(44+66=52分) 1.氧化物MO的溶解反应MO(s)→(MO),其中(MO)的活度标准态分别选纯固态MO(s)与纯液态MO(l),(MO)的活度值是否相等?在什么条件下能相等? 2.如何定义铁液中活度的相互作用系数eBK?若eBK < 0, 表示第3组元K对组元B在铁液中的溶解度有何影响? 3.已知基元反应AB的速率微分式为,问该反应为几级反应?设反应物的初始浓度为C0,请写出该反应速率积分式的表达式。 4.熔渣中氧化物CaO、SiO2、Fe2O3、FeO酸碱性高低顺序是什么? 5.利用下述结构的固体电解质电池测定钢液溶解氧含量: Mo丝| [O]Fe| ZrO2(MgO)| Mo(s)+MoO2(s) | Mo丝 请写出电极反应、电池反应。 6.请用公式表出化学反应的速率常数k与温度T的关系,并注明公式中其他量的物理意义。 7.简述熔渣的完全离子溶液模型。请评价该模型在熔渣理论中的地位。 8.在氧势图(Ellingham图)中, 2C+O2=2CO的氧势线倾斜向上,还是倾斜向下?为什么?其在冶金中的意义如何? 9.请在你所学知识中,列举至少3个衡量氧化物稳定性大小的方法。 10.铁水预处理脱硫与转炉炼钢炉内脱硫,哪一种情况下硫更易脱除,为什么? 二、(26分)研究CaCO3(s)分解反应: 1.将CaCO3(s)放置于体积分数(CO2)=16%的气氛中,总压p’=1.25105Pa,试求CaCO3(s)分解的开始温度和沸腾温度。 2.上述CaCO3(s)分解反应为放热反应,还是吸热反应?请描绘出分解压与温度的关系曲线示意图(注意曲线走向),并标明图中CaCO3(s)与CaO(s)的稳定区。 3.一般用哪种动力学模型处理上述CaCO3(s)分解动力学过程较为合理?请依据该模型说明CaCO3(s)分解异地养老保险怎么转动力学过程的主要组成环节。 4.若已知CaCO3(s)原始半径为ro,当分解度达到R时,请写出未分解的CaCO3(s)核心的半径的计算式。 |
三、(20分)下图为具有一个二元不稳定化合物D的三元系相图,看图回答问题: 1.请在答题册草图上标出物质A、B、D的初晶区。 2.在草图上标出浓度三角形中Pe4,PE线的温度下降方向,分别写出液相在Pe4、PE两线上以及P点发生的相变反应式及其相变名称。 3.在浓度三角形边上示意性补画出AB二元系相图。 4.图中物系点N的初晶物质、最终结晶产物各是什么?液相消失于什么位置? 5.画出图中物系点e3的冷却曲线。 四、(12分)上图中实线为实际溶液中某组分B的蒸气压pB与其在溶液中浓度(摩尔分数浓度xB或质量百分数浓度w[B])的关系曲线。 1.请另在答题册草图中分别描绘出拉乌尔定律线、亨利定律线。 2.利用草图形确定拉乌尔定律常数、亨利定律常数(含摩尔分数、质量百分数浓度表示的亨利定律),并说明各比例常数对应的物理化学含义。 3.该实际溶液相对理想溶液与稀溶液,在图中xB=0.5时分别呈现什么偏差方向? 五、(28分)炼钢过程中脱磷反应式:2[P]+5(FeO)=(P2O5)+5[Fe] 反应热效应△H0<0 1.简述钢液脱磷热力学条件。并将上述分子反应式改写成离子反应式。 2.如加入适当BaO,对上述脱磷反应有无促进作用?为什么? 3.一般用哪种动力学模型处理该动力学过程较为合理?请依据该模型说明脱磷反应动力学过程的主要组成环节。 4.当反应过程位于动力学范围内时,改变温度与搅拌强度,哪一个措施对营销的方式该过程总反应速率影响更显著? 5.中国最美十大海岛试推导铁液中[P]扩散为限制性环节的速率方程积分式,并定义积分式中各量符号意义。 六、(12分)钢水在1600ºC与含SiO2为50%(质量百分数)的SiO2-FeO-MnO三元系渣平衡,钢水中氧浓度为0.08%(质量百分数)。假定这个渣在FeO一定的浓度范围内为理想溶液,且在1600ºC氧在钢水中的饱和溶解度为0.25%(质量百分数)。试求渣的质量百分比组成。 |
参考答案及评分参考
六、简答题(4 4+6 6=52分)
11.一般不相等。熔化焓近似等于0或在熔点温度时。
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